В течение более 30 лет ученые предполагали, что первые человеческие иммигранты в Австралии резко изменили растительность континента с помощью огня. Однако существует несколько записей о растительности из обширных внутренних районов Австралии, и ни одна из них не выходит за пределы последних 18 000 лет. Традиционные инструменты реконструкции растительности - отпечатки и остатки растений, скопления пыльцевых зерен - в суровых условиях глубинки не сохраняются.
Отчет в выпуске журнала Science от 14 мая, описывающий новый подход к реконструкции палеовегетации, представляет собой первую непрерывную запись о растительности внутренних районов Австралии, насчитывающую 65 000 лет назад. Это, в свою очередь, служит показателем преобладающего сезона дождей. По словам авторов, доказательства согласуются с человеческим наложением на изменение окружающей среды.
Статья была написана Беверли Джонсон, научным сотрудником с докторской степенью в Школе океанографии Вашингтонского университета; Гиффорд Миллер из Колорадского университета в Боулдере; Мэрилин Фогель из Вашингтонского института Карнеги (округ Колумбия); Джон Маги и Майкл Гаган из Австралийского национального университета; и Аллан Чивас из Университета Вуллонгонга в Австралии. Чтобы реконструировать изменения в растительности и сезон преобладающих дождей, исследовательская группа проанализировала состав стабильных изотопов углерода в окаменелой яичной скорлупе, отложенной эму, крупными нелетающими птицами, которые до сих пор встречаются в Австралии.
Яичная скорлупа отражает рацион эму, включая относительное количество потребляемой растительности с сигналом C3 (в основном деревья, кустарники и зимние травы) или сигналом C4 (тропические травы). Яичная скорлупа современных эму имеет более сильный сигнал C3, если животные живут в регионах, где растения преимущественно получают зимние осадки. Раковины современных эму имеют более сильный сигнал C4, если они живут в районах, где преобладает летний муссон и возникающие в результате погодные системы, несущие дождь во внутренние районы.
Документ раскрывает летопись растительности из окаменелой яичной скорлупы из южной части бассейна озера Эйр, которая составляет 1/6 части австралийского континента. Записи показывают, что летние дожди (с декабря по февраль), которые происходят в северной части континента и создают погодные условия, переносящие дожди во внутренние районы, доминировали в регионе между 45 000 и 65 000 лет назад, поддерживая деревья, кустарники и травы С4. Между 15 000 и 30 000 лет назад, когда мир вступил в период последнего ледникового максимума, озеро Эйр почти лишилось трав C4, а в растительности преобладали пустынные кустарники. Даже когда около 10 000 лет назад закончилось последнее оледенение и вновь активизировались планетарные муссонные системы, травы С4 достигли лишь умеренного уровня на озере Эйр. Сегодня пустынный кустарник выживает менее чем за 10 дюймов осадков, выпадающих в течение года.
Всего три месяца назад, в выпуске журнала Science от 8 января, исследователи из тех же институтов представили доказательства того, что то, как люди изменили растительность, могло привести к вымиранию 85 процентов австралийских животных весом более 100 фунтов. Исследовательская группа предположила, что многие браузеры, такие как большая нелетающая птица Genyornis newtoni, которая была в центре их исследования, вымерли после того, как человеческие пожары внутри континента изменили флору экосистемы. Новая статья подкрепляет более раннее предположение, впервые демонстрируя, что растительность засушливой зоны действительно резко изменилась, что согласуется с предложенной гипотезой выгорания.
«Летний муссон оставался умеренно эффективным в течение последних 10 000 лет и никогда не был таким эффективным, как 65 000-45 000 лет назад», - говорит Джонсон. Исследователи предполагают, что неспособность муссонных осадков достичь внутренних районов может быть связана с систематическим сжиганием людьми, что привело к крупномасштабному изменению растительности в полузасушливой зоне с заменой деревьев и кустарников пустынным кустарником.
Такое изменение уменьшило бы перенос влаги из биосферы в атмосферу, что является важным механизмом обратной связи для эффективного проникновения муссонов, говорит Джонсон. Например, у растений с меньшей площадью листьев уменьшилась бы эвапотранспирация, при которой растения выделяют влагу в атмосферу. Это влага, которая способствовала бы дополнительным дождям во внутренних районах континента. В почвах было бы меньше органического вещества и меньше способности удерживать влагу.
Предполагается, что огонь использовался первыми колонизаторами для охоты, расчистки путей и общения, среди прочего. Почвы внутренних районов Австралии бедны питательными веществами, что делает экосистемы более чувствительными к нарушениям и с меньшей вероятностью восстанавливается после воздействия изменений в режиме горения.
Для подтверждения этих гипотез необходимы дополнительные данные о растительности и истории пожаров в северной и центральной Австралии, говорят исследователи.
Работа, о которой сообщается в Science, финансировалась Национальным научным фондом и Геофизической лабораторией Института Карнеги в Вашингтоне.